开关电源工作原理-开关电源的工作模式

开关电源作业原理-开关电源的作业方法　　开关电源是利用现代电力电子技术，操控开关管开通和关断的时刻比率，保持安稳输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)操控IC和MOSFET构成。下面，小编就为我们讲讲开关电源的作业原以及作业方法，希望对我们有所协助!　　开关电源作业原理　　开关电源的作业进程适当简单理解，在线性电源中，让功率晶体管作业在线性方法，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管作业在导通和关断的状况。　　在这两种状况中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时，电压低，电流大;关断时，电压高，电流小)/功率器材上的伏安乘积便是功率半导体器材上所发生的损耗。　　与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的作业进程是经过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来完成的。　　脉冲的占空比由开关电源的操控器来调节。一旦输入电压被斩成沟通方波，其幅值就能够经过变压器来升高或降低。经过添加变压器的二次绕组数就能够添加输出的电压值。最后这些沟通波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。　　操控器的主要意图是保持输出电压安稳，其作业进程与线性方法的操控器很相似。也便是说操控器的功能块、电压参阅和差错放大器，能够规划成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，差错放大器的输出(差错电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转化单元。　　开关电源有两种主要的作业方法：正激式改换和升压式改换。尽管它们各部分的布置差别很小，可是作业进程相差很大，在特定的使用场合下各有优点。　　开关电源的作业方法　　顾名思义，开关电源便是利用电子开关器材(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等)，经过操控电路，使电子开关器材不停地“接通”和“关断”，让电子开关器材对输入电压进行脉冲调制，从而完成DC/AC、DC/DC电压改换，以及输出电压可谐和主动稳压。　　开关电源一般有三种作业方法：频率、脉冲宽度固定方法，频率固定、脉冲宽度可变方法，频率、脉冲宽度可变方法。前一种作业方法多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压改换;后两种作业方法多用于开关稳压电源。　　另外，开关电源输出电压也有三种作业方法：直接输出电压方法、平均值输出电压方法、幅值输出电压方法。同样，前一种作业方法多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压改换;后两种作业方法多用于开关稳压电源。　　依据开关器材在电路中连接的方法，开关电源，大体上可分为：串联式开关电源、并联式开关电源、变压器式开关电源等三大类。　　其中，变压器式开关电源(后面简称变压器开关电源)还能够进一步分红：推挽式、半桥式、全桥式等多种;依据变压器的激励和输出电压的相位，又能够分红：正激式、反激式、单激式和双激式等多种;假如从用处上来分，还能够分红更多品种。　　开关电源由什么组成　　电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优 劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全牢靠地作业。由于开关电源内部关键元器材作业在高频开关状况，功耗小，转化率高，且体积和重量只要线性电源的 20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。　　电子设备电气毛病的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源下手，在确定其电源正常后，再进行 其他部位的检修，且电源毛病占电子设备电气毛病的大多数。故了解开头电源基本作业原理，熟悉其修理技巧和常见毛病，有利于缩短电子设备毛病修理时刻，进步 个人设备维护技术。　　开关电源的组成　　开关电源大至由主电路、操控电路、检测电路、辅佐电源四大部份组成，见图1。　　1. 主电路　　冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。　　输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机发生的杂波反应回电网。　　整流与滤波：将电网沟通电源直接整流为较平滑的直流电。　　逆变：将整流后的直流电变为高频沟通电，这是高频开关电源的核心部分。　　输出整流与滤波：依据负载需要，供给安稳牢靠的直流电源。　　2. 操控电路　　一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去操控逆变器，改动其脉宽或脉频，使输出安稳，另一方面，依据测试电路供给的数据，经维护电路辨别，供给操控电路对电源进行各种维护措施。　　3. 检测电路　　供给维护电路中正在运转中各种参数和各种外表数据。　　4. 辅佐电源　　完成电源的软件(远程)启动，为维护电路和操控电路(PWM等芯片)作业供电。　　开关电源的作业原理　　开关电源便是采用功率半导体器材作为开关元件，经过周期性通断开关，操控开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以必定的时刻距离重复地接通和断开，在开 关无件接通时输入电源Vi经过开关S和滤波电路向负载RL供给能量，当开关S断开时，电路中的储能设备(L1、C2、二极管D组成的电路)向负载RL释放 在开关接通时所贮存的能量，使负载得到接连而安稳的能量。　　VO=TON/T*Vi　　VO 为负载两端的电压平均值　　TON 为开关每次接通的时刻　　T 为开关通断的作业周期　　由式可知，改动开关接通时刻和作业周期的份额，VO间电压平均值也随之改动，因此，随着负载及输入电源电压的变化主动调整TON和T的份额便使输出电压VO 保持不变。改动接通时刻TON和作业周期份额亦即改动脉冲的占空比，这种方法称为“时刻比率操控”(TimeRationControl，缩写为 TRC)。　　按TRC操控原理，有三种方法：　　1. 脉冲宽度调制(PulseWithModulation，缩写为PWM)　　开关周期恒定，经过改动脉冲宽度来改动占空比的方法。　　2. 脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation，缩写为PFM)　　导通脉冲宽度恒定，经过改动开关作业频率来改动占空比的方法。　　3. 混合调制　　导通脉冲宽度和开关作业频率均不固定，彼此都能改动的方法，它是以上二种方法的混合。